4. Almacenamiento redundante y distribuido

RAID consiste en un conjunto de técnicas hardware o software que utilizando varios discos proporcionan principalmente tolerancia a fallos, mayor capacidad y mayor fiabilidad en el almacenamiento. Se trata de un sistema de almacenamiento que utilizando varios discos y distribuyendo o replicando la información entre ellos consigue algunas de las siguientes características:

• Mayor capacidad: es una forma económica de conseguir capacidades grandes de almacenamiento. Combinando varios discos más o menos económicos podemos conseguir una unidad de almacenamiento de una capacidad mucho mayor que la de los discos por separado.

• Mayor tolerancia a fallos: en caso de producirse un error, con el RAID el sistema será capaz en algunos casos de recuperar la información perdida y podrá seguir funcionando correctamente.

• Mayor seguridad: debido a que el sistema es más tolerante con los fallos y mantiene cierta información duplicada, aumentaremos la disponibilidad y tendremos más garantías de la integridad de los datos.

•  Mayor velocidad: al tener en algunos casos cierta información repetida y distribuida, se podrán realizar varias operaciones simultáneamente, lo que provocará mayor velocidad.

Este conjunto de técnicas están organizadas en niveles:

• RAID nivel 0 (RAID 0):  En éste nivel los datos se distribuyen equitativamente y de forma transparente para los usuarios entre dos o más discos. Como podemos ver en la siguiente figura, los bloques de la unidad A se almacenan de forma alternativa entre los discos 0 y 1 de forma que los bloques impares de la unidad se almacenan en el disco 0 y los bloques pares en el disco 1.
  
  
  • Esta técnica favorece la velocidad debido a que cuando se lee o escribe un dato, si el dato está almacenado en dos discos diferentes, se podrá realizar la operación simultáneamente. Para ello ambos discos tienen que estar gestionados por controladoras independientes.
  •  Hay que tener en cuenta que RAID 0 no incluye ninguna información redundante, por lo que en caso de producirse un fallo en cualquiera de los discos que componen la unidad provocaría la pérdida de información en dicha unidad.
   
•  RAID nivel 1 (RAID 1): se conoce también como espejo. Consiste en mantener una copia idéntica de la información de un disco en otro u otros discos, de forma que el usuario ve únicamente una unidad, pero físicamente esta unidad está siendo almacenada de forma idéntica en dos o más discos de forma simultánea.

• Si se produjera un fallo en un disco la unidad podría seguir funcionando sobre un solo disco mientras sustituimos el disco dañado por otro y rehacemos el espejos. 
• Dado que todos los datos están en dos o más discos, con hardware habitualmente independiente, el rendimiento de lectura se incrementa aproximadamente como múltiplo lineal del número de copias; es decir, un RAID 1 puede estar leyendo simultáneamente dos datos diferentes en dos discos diferentes, por lo que su rendimiento se duplica.
• El principal inconveniente es que el espacio de la unidad se reduce a la mitad del espacio disponible.

 RAID nivel 5 (RAID 5): Los bloques de datos se almacenan en la unidad, y la información redundante de dichos bloques se distribuye cíclicamente entre todos los discos que forman el volumen RAID 5. Por ejemplo si aplicamos RAID 5 sobre un conjunto de 4 discos, como vemos en la siguiente figura, los bloques de datos se colocan en tres de los cuatro bloques, dejando un hueco libre en cada línea que irá rotando de forma cíclica. En este hueco se colocará un bloque de paridad. Con este sistema, el bloque de paridad se coloca cada vez en un disco.

• El bloque de paridad se calcula a partir de los bloques de datos de la misma línea, de forma que el primero será un 1, si hay un número impar de unos en el primer bit de los bloques de datos de la misma línea, y 0 si hay un número par de unos.
•  En RAID 5 si se produce fallo en dos discos la información es irrecuperable. Esto parece muy improbable, pero o medida que se añaden más discos, la probabilidad aumenta.

4.1. RAID en Windows 

En Windows estamos acostumbrados a que una unidad física corresponda con una unidad lógica (o varias en caso de tener varias particiones). Este es el concepto clásico de Windows, los discos básicos.

A partir de Windows 2000 comienza a aplicarse además de los discos básicos un nuevo tipo de almacenamiento llamado discos dinámicos.

Existen cinco tipos de volúmenes dinámicos:

• Simples: es un volumen que utiliza espacio de un solo disco físico. Es el tipo de disco dinámico que se crea cuando transformamos una unidad lógica en un volumen dinámico.

• Distribuidos: es un volumen que se crea ocupando espacio de varios discos. Se construye como una concatenación de discos, sin existir una regla que especifique cómo tienen que almacenarse los datas en los discos (como ocurre en RAID O). Permite crear unidades grandes a partir de varios discos. Los principales inconvenientes son que no supone ninguna mejora en la velocidad del acceso y que no incluye redundancia.

•  Seccionados: corresponde can el nivel O de RAID.

• Reflejados: corresponde con el nivel 1 de RAID. 

• RAID 5: corresponde con el nivel 5 de RAID.

No hay que olvidarse de que se puede pasar un disco básico a dinámico sin perder información, pero no al revés. Además cuando un disco se convierte en dinámico solo podrá arrancar el sistema operativo que está activo en el momento de la conversión.

 4.2. RAID en Windows Vista 

Dentro de la rama de sistemas operativos de Microsoft no orientados a servidores (Windows XP, Vista … ) solo es posible crear los tres primeros tipos de volúmenes dinámicos:simples, distribuidos y seccionados.

4.3. RAID en Windows 2008 Server

En la rama de sistemas operativos de servidor de Microsoft, podemos crear todos los tipos de volúmenes dinámicos .